專題12 簡單機械-2023中考物理考點剖析與提分技巧（解析版）

專題12簡單機械考點1.杠桿在力的作用下，能夠繞固定點轉(zhuǎn)動的硬棒(可以是彎曲的)就是杠桿，這個固定點叫支點?？键c2.杠桿的五要素杠桿的五要素指支點、動力、阻力、動力臂、阻力臂(如圖)。1．杠桿可以繞其轉(zhuǎn)動的點O叫做支點；2．使杠桿轉(zhuǎn)動的力F1叫做動力；3．阻礙杠桿轉(zhuǎn)動的力F2叫做阻力；4．從支點O到動力F1作用線的距離l1叫做動力臂；5．從支點O到阻力F2作用線的距離l2叫做阻力臂?？键c3.力臂從支點到力的作用線的距離叫力臂。分為動力臂和阻力臂。注意：不要把從動力作用點到支點的距離作為動力臂，或把從阻力作用點到支點的距離作為阻力臂?？键c4.杠桿力臂的畫法—一找點、二畫線、三作垂線段1．首先在杠桿的示意圖上，確定支點O。2．畫好動力作用線及阻力作用線，畫的時候要用虛線將力的作用線延長。3．從支點O向力的作用線引垂線，畫出垂足，則從支點到垂足的距離就是力臂，力臂用虛線(或?qū)嵕€)表示并用大括號標明，在旁邊標上字母或，分別表示動力臂或阻力臂。注意：力臂有時在杠桿上，有時不在杠桿上。如果力的作用線恰好通過支點，則力臂為零。若杠桿的作用點不變，但動力或阻力的方向改變，則動力臂或阻力臂一般改變。考點5.杠桿的平衡條件1．杠桿平衡：杠桿靜止或勻速轉(zhuǎn)動都叫做杠桿平衡，注意：我們在實驗室探究杠桿平衡條件的實驗是在杠桿水平位置平衡進行的，但在實際生產(chǎn)和生活中，這樣的平衡不多，在許多情況下，杠桿傾斜靜止這是因為杠桿受到平衡力作用。所以說杠桿不論處于怎樣的靜止，都可以理解成平衡狀態(tài)。2．杠桿平衡條件的表達式：動力×動力臂=阻力×阻力臂，即。3．公式表示為：，即4．利用杠桿平衡條件來分析和計算有關(guān)問題，一般遵循以下步驟：(1)確定杠桿支點的位置；(2)分清杠桿受到的動力和阻力，明確其大小和方向，并盡可能地作出力的示意圖；(3)確定每個力的力臂；(4)根據(jù)杠桿平衡條件列出關(guān)系式并分析求解?？键c6.杠桿的分類杠桿類型省力杠桿費力杠桿等臂杠桿示意圖力臂的大小關(guān)系動力和阻力的大小關(guān)系動力與阻力作用點移動距離的大小關(guān)系動力作用點移動的距離大于阻力作用點移動的距離動力作用點移動的距離小于阻力作用點移動的距離動力作用點移動的距離等于阻力作用點移動的距離特點省力但費距離費力但省距離既不省力也不省距離應(yīng)用汽車的剎車板、瓶起子、釘撬、羊角錘、鍘刀等縫紉機的腳踏板、釣魚竿等天平考點7.滑輪滑輪是一個周邊有槽并可以繞軸轉(zhuǎn)動的輪子，滑輪通常分為動滑輪和定滑輪兩種。1．定滑輪：定滑輪的軸固定不動，使用定滑輪不省力，但是能改變力的方向。定滑輪實質(zhì)是個等臂杠桿，動力作用點移動的距離等于重物移動的距離(如圖)。2．動滑輪：滑輪的軸和重物一起移動的滑輪。動力作用在繩上，阻力作用在軸上時，動滑輪實質(zhì)是個動力臂為阻力臂2倍的省力杠桿，此時使用動滑輪能省一半力，但不能改變力的方向，動力作用點移動的距離是重物移動距離的2倍(如圖)?？键c8.滑輪組1．滑輪組：動滑輪和定滑輪組合在一起叫“滑輪組”，如圖所示。2．滑輪組的特點：因為動滑輪能夠省力，定滑輪能改變力的方向，若將幾個動滑輪和定滑輪搭配組成滑輪組，既可以改變力的大小，又能改變力的方向。滑輪組用、段繩子吊著物體，提起物體所用的力就是總重的，即。3．推導(dǎo)公式：，。注意：(1)關(guān)于滑輪組有兩個重要關(guān)系：若滑輪組用n段繩子吊著物體，拉力為F，物重為G，動滑輪的重力為G動，動力作用點移動的距離為s，重物上升的高度為h，則有：,。(2)繩子段數(shù)n確定的方法：先要分清哪些是定滑輪，哪些是動滑輪，再在定滑輪和動滑輪之間畫一條虛線，將滑輪組的繞線“割斷”，那么“割斷”的線有幾段吊著動滑輪和重物，重物就由幾段繩子共同承擔(dān)。(3)組裝滑輪組的方法：組裝滑輪組時，要會確定繩頭固定端，一般情況下，若n為奇數(shù)，固足端位于動滑輪的框架上，若n為偶數(shù)，固定端位于定滑輪的框架上，可用“奇動偶定”四個字幫助記憶。穿繞繩子時，從固定端出發(fā)，由里向外，逐個繞過滑輪，每個滑輪上只能穿繞一次繩子，不能交又、重復(fù)，最后檢查一下是否像一根繩子一樣通順?？键c9.定滑輪、動滑輪、滑輪組的對比(不計動滑輪重和摩擦)定滑輪動滑輪滑輪組圖形特點(設(shè)提升的物重為G,上升的高度為h)力臂的關(guān)系——動力和阻力的大小關(guān)系（n為承擔(dān)物重的繩子段數(shù)）動力的方向改變不改變可能改變，也可能不改變繩端移動的距離實質(zhì)等臂杠桿省力杠桿——注意：在確定承擔(dān)重物的繩子段數(shù)n時，首先分清哪個是定滑輪，哪個是動滑輪；其次在定滑輪和動滑輪之間畫一條虛線，將它們隔離出來，數(shù)一數(shù)繞在動滑輪上繩子的段數(shù)即為承擔(dān)物重的繩子段數(shù)n，則拉力?？键c10.輪軸1．輪軸：由輪和軸組成的，能繞共同的軸線旋轉(zhuǎn)的簡單機械叫做輪軸。2．輪軸的實質(zhì)：輪軸相當(dāng)于一個杠桿，輪和軸的中心O是支點，作用在輪上的力是動力F1，作用在軸上的力是阻力F2，輪半徑OA就是杠桿的動力臂l1，軸半徑OB就是杠桿的阻力臂l2(如圖)。3．輪軸的特點：因為輪半徑大于軸半徑，即杠桿的動力臂大于阻力臂，所以作用在輪上的動力F1總小于作用在軸上的阻力F2。使用輪軸可省力，可以改變動力的方同，但是動力作用點移動的距離大于用輪軸提升的重物所通過的距離，即費距離。4．生活和生產(chǎn)中常見的輪軸：螺絲刀、汽車方向盤、轆護、石磨、自行車把等?？键c11.斜面斜面是簡單機械的一種，可用于克服垂直提升重物的困難。將物體提升到一定高度時，力的作用距離和力的大小都取決于傾角。如物體與斜面間摩擦力很小，則可達到很高的效率。用F表示力，L表示斜面長，h表示斜面高，物重為G。不計阻力時，則有FL=Gh。斜面傾角越小，斜面越長，則越省力，但越費距離。日常生活中常見的斜面，如盤山公路、螺絲釘上的螺紋等。題型一：杠桿及其五要素1．（2022·江蘇淮安·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，用力打開夾子過程中，標注的夾子支點、動力、阻力正確的是（）A． B．C． D．【答案】A【解析】根據(jù)杠桿的支點定義可知夾子中間的軸的位置是支點，手作用的點為動力作用點，動力的方向向下，阻力的作用點為支點左端彈性鐵圈與夾子接觸的位置，阻力的方向向下，故A符合題意。故選A。2．（2022·湖南邵陽·統(tǒng)考中考真題）某天，“生物”和“物理”兩位大師在一起進行體育鍛煉。“生物”大師伸出健碩的手臂對“物理”大師說：“看，我能提起很重的物體哦（如圖）！"“物理”大師豎起大拇指說：“真厲害！其實，你的前臂就是物理學(xué)中的一根杠桿?！币韵聦τ谶@根杠桿在提起重物的過程中，分析合理的是（）A．前臂杠桿的支點O在肘關(guān)節(jié)處 B．肱二頭肌給橈骨的力F1是阻力C．重物給前臂的力F2是動力 D．前臂是一根省力杠桿【答案】A【解析】A．前臂將物體拿起時，肘關(guān)節(jié)處保持不動，肘關(guān)節(jié)處為前臂杠桿的支點O，故A符合題意；B．肱二頭肌給橈骨的力F1是將物體拿起的動力，故B不符合題意；C．重物給前臂的力F2是阻礙前臂上升的阻力，故C不符合題意；D．如圖所示，動力F1是力臂是肘關(guān)節(jié)到肱二頭肌拉力作用線的距離，距離較小，阻力F2的力臂是肘關(guān)節(jié)到重物對手壓力作用線的距離，距離較大，根據(jù)杠桿平衡條件則是費力杠桿，故D不符合題意。故選A。3．（2022·山東菏澤·統(tǒng)考中考真題）自行車是我們常用的交通工具，在下面列舉的自行車結(jié)構(gòu)或設(shè)計采取的措施中，屬于杠桿的是______，屬于減小摩擦的是______。（選填前面的序號）①輪盤和飛輪組成的系統(tǒng)，②剎車把手和剎車裝置組成的系統(tǒng)，③車胎上有凸凹不平的花紋，④轉(zhuǎn)軸上安裝有軸承?！敬鸢浮?/p>

②

④【解析】①輪盤和飛輪組成的系統(tǒng)，屬于輪軸；②剎車把手和剎車裝置組成的系統(tǒng)，剎車把手處繞一固定點旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于一個杠桿，剎車裝置是通過增大壓力來增大摩擦力的；③車胎上有凸凹不平的花紋，是通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力的；④轉(zhuǎn)軸上安裝有軸承，是通過用滾動代替滑動的方法來減小摩擦力的。綜上可知，屬于杠桿的是②，屬于減小摩擦力的是④。4．（2022·湖南衡陽·統(tǒng)考中考真題）晚飯后，媽媽帶著小濤和他兩歲的妹妹到文化活動中心玩蹺蹺板，如圖所示，圖中的轉(zhuǎn)軸相當(dāng)于杠桿的___________，妹妹的總重力比小濤的重力大，蹺蹺板水平平衡時，小濤比媽媽離轉(zhuǎn)軸___________（選填“遠”或“近”）；若媽媽放下懷抱中的妹妹（媽媽的位置不變），為了保持蹺蹺板水平平衡，小濤應(yīng)適當(dāng)___________轉(zhuǎn)軸（選填“遠離”或“靠近”）?！敬鸢浮?/p>

支點

遠

靠近【解析】支點是杠桿繞著轉(zhuǎn)動的點，圖中蹺蹺板繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸相當(dāng)于杠桿的支點。蹺蹺板水平平衡時，設(shè)妹妹的總重力為G1，力臂為l1，小濤的重力為G2，力臂為l2，由杠桿平衡條件得到G1l1=G2l2已知G1>G2所以l1<l2小濤比媽媽離轉(zhuǎn)軸遠一些。若媽媽放下懷抱中的妹妹（媽媽的位置不變），G1減小，l1不變，G2不變，為了保持蹺蹺板水平平衡，由杠桿平衡條件可知，減小l2，小濤應(yīng)適當(dāng)靠近轉(zhuǎn)軸。題型二：力和力臂的作圖1．（2022·四川資陽·統(tǒng)考中考真題）在國家提倡一對夫妻可生育兩個子女以后，很多同學(xué)家里都有了弟弟妹妹。春節(jié)后，小明也有了一個妹妹。某個春光明媚的周末，在小明的陪同下，媽媽用嬰兒車推著妹妹在小區(qū)散步，回來時，遇到單元門口的臺階；為了將嬰兒車推上臺階，需要在把手A處施加動力使嬰兒車前輪抬起邁過臺階，如圖甲所示。已知嬰兒車連同嬰兒所受的重力為G，重心為O，作用在A處的動力F的方向豎直向下、若將嬰兒車視為一個杠桿，請在圖乙所示的簡化示意圖中畫出重力G、支點P、動力F和動力臂L?！敬鸢浮俊窘馕觥繌闹匦腛作豎直向下的力，即為其重力G；將嬰兒車推上臺階，車前輪抬起邁過臺階，此時若將嬰兒車視為一個杠桿，支點后輪與地面的接觸點上；從A點作豎直向下的力，即為動力F；從支點P向動力F的作用線引垂線，垂線段的長即為動力臂L，如圖所示：2．（2022·貴州遵義·統(tǒng)考中考真題）人體中的某些部位具有杠桿的功能，圖甲所示為人握住啞鈴鍛煉的情景，其簡圖如圖乙所示。肱二頭肌收縮對手臂產(chǎn)生一個拉力F，使手臂繞肘關(guān)節(jié)“O”轉(zhuǎn)動，請在圖乙中作出啞鈴所受重力的示意圖和拉力F的力臂L?！敬鸢浮俊窘馕觥拷猓褐亓Φ姆较蚴秦Q直向下的，從啞鈴的重心畫一條帶箭頭的豎直向下的有向線段，用G表示，即為其所受重力示意圖；圖中杠桿O為支點，從O作F作用線的垂線，垂線段為F的力臂，如圖所示：3．（2022·四川攀枝花·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，輕質(zhì)杠桿OA可繞O點在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，請在圖示位置畫出小球所受重力G和使杠桿保持平衡的最小力F的示意圖，并簡述F的作圖依據(jù)。【答案】【解析】過小球的重心沿豎直向下的方向畫出重力的示意圖，由杠桿的平衡條件可知，在阻力跟阻力臂的乘積一定時，動力臂越長，動力越??；由圖可知，O點距離A點是最遠的，故OA為力臂時，力是最小的，過端點A做垂直O(jiān)A向上的力，如圖所示：4．（2022·遼寧阜新·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，一木箱放在水平地面上，用最小的力F使其向左翻轉(zhuǎn)，請畫出支點O和最小力F及力臂L的示意圖?！敬鸢浮俊窘馕觥磕鞠湎蜃蠓D(zhuǎn)，則木箱左下角與地面的接觸點為支點；由杠桿平衡條件可知，在阻力與阻力臂一定的情況下，動力臂越大，動力越小，由圖示可知，當(dāng)木箱的對角線是為動力臂時，動力臂是最大的，動力是最小的，動力的方向垂直于動力臂斜向上，如下圖所示：5．（2022·遼寧營口·統(tǒng)考中考真題）圖甲是自行車的手閘，其中ABO部分可視為一種杠桿，其簡化示意圖如圖乙所示，O為支點，F(xiàn)2為阻力，請在圖乙中畫出：（1）作用在A點的最小動力F1及其力臂；（2）阻力F2的力臂?！敬鸢浮俊窘馕觥浚?）由杠桿平衡條件可知，當(dāng)阻力與阻力臂乘積一定時，動力臂越長，動力越小，圖中O為支點，因此OA作為動力臂最長；動力方向應(yīng)該向下，過點A垂直于OA向下作出最小動力F1的示意圖。（2）從支點O作阻力F2作用線的垂線，支點到垂足的距離為阻力臂，如圖所示：題型三：探究杠桿平衡的條件1．（2022·遼寧丹東·統(tǒng)考中考真題）“探究杠桿的平衡條件”實驗。（1）如圖甲所示，杠桿處于靜止?fàn)顟B(tài)。為方便測量___________，應(yīng)向___________（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)螺母，使杠桿在水平位置平衡；（2）給杠桿兩側(cè)掛上不同數(shù)量的鉤碼，移動鉤碼的位置，使杠桿重新在水平位置平衡。設(shè)右側(cè)鉤碼對杠桿施的力為動力，左側(cè)鉤碼對杠桿施的力為阻力；測出杠桿平衡時的動力臂和阻力臂；把、、、的數(shù)據(jù)填入表格中。改變動力和動力臂的大小，相應(yīng)調(diào)節(jié)阻力和阻力臂，再做幾次實驗，實驗數(shù)據(jù)如下表所示；次數(shù)動力動力臂阻力阻力臂分析表中的數(shù)據(jù)得到杠桿的平衡條件：___________用、、、表示；（3）如圖乙所示，在___________（選填“A”、“B”或“C”）點豎直___________（選填“向上”或“向下”）拉時，可使杠桿保持水平位置平衡，此時杠桿屬于省力杠桿；（4）在完成實驗后，小輝利用杠桿平衡條件完成了老師提出的問題。如圖丙所示，輕質(zhì)杠桿可繞點轉(zhuǎn)動，它的中點掛有的重物，在杠桿右端用豎直向上的力___________N，可使杠桿在水平位置平衡?！敬鸢浮?/p>

力臂

右

A

向上

【解析】（1）實驗前為方便測量力臂，應(yīng)將杠桿調(diào)節(jié)到水平位置平衡，將杠桿的中點置于支架上，當(dāng)杠桿靜止時，發(fā)現(xiàn)杠桿左端下沉，右端偏高，這時應(yīng)將平衡螺母向右端調(diào)節(jié)。（2）分析表中的實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)：動力動力臂阻力阻力臂，用、、和分別表示動力、阻力、動力臂和阻力臂，杠桿平衡條件可表示為（3）要使杠桿屬于省力杠桿，則動力臂應(yīng)大于阻力臂，所以應(yīng)該選擇在A點施加向上的力。（4）根據(jù)可得2．（2022·江蘇徐州·統(tǒng)考中考真題）在“探究杠桿的平衡條件”實驗中。（1）如圖甲所示，安裝杠桿時，為了使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿右端的平衡螺母向__________移動；（2）如圖乙所示，杠桿上每一格的長度為5cm，在杠桿左邊掛鉤碼，彈簧測力計對杠桿豎直向下的拉力是動力，則動力臂為____________cm；（3）如果要用彈簧測力計向上拉，需要對圖乙所示的實驗設(shè)計進行的調(diào)整是___________；（4）如圖丙所示，當(dāng)杠桿繞支點轉(zhuǎn)動時，杠桿上A點的速度方向總是和杠桿垂直。作用在A點的三個大小相等、方向不同的力F1、F2、F3，請指出為什么力臂最大的F2對杠桿轉(zhuǎn)動的作用最大？______________?！敬鸢浮?/p>

右

25

將測力計移到左端第5個格處

F2與v方向一致【解析】（1）由甲圖可知，杠桿左端向下傾斜，說明左端沉，為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)調(diào)節(jié)杠桿右端的平衡螺母向右移動。（2）乙圖中，杠桿水平位置平衡，彈簧測力計對杠桿豎直向下的拉力是動力，則動力臂此時落在杠桿上，測力計懸掛點到支點的距離就等于動力臂的長度，由于每一格的長度為5cm，共5個格，所以動力臂的長度為l1=5cm×5=25cm（3）鉤碼的作用效果是使杠桿逆時針轉(zhuǎn)動，要使彈簧測力計向上拉，拉力的作用效果需使杠桿順時針轉(zhuǎn)動，所以要使杠桿在水平位置平衡，需將測力計移到左端第5個格處向上拉。（4）作用在A點的三個力大小相等，方向不同。因為A點的速度方向總是和杠桿垂直，即F2與v方向一致，杠桿運動速度加快，做加速運動，把F1、F3分解為速度方向和杠桿方向的兩個分力，沿杠桿方向的分力過支點，不能使杠桿轉(zhuǎn)動；F1、F3在速度方向的分力小于F2，所以F2對杠桿轉(zhuǎn)動的作用最大。3．（2022·遼寧朝陽·統(tǒng)考中考真題）小明利用如圖所示實驗裝置“探究杠桿的平衡條件”：（1）輕質(zhì)杠桿靜止時如圖甲所示，可將左端的平衡螺母向___________（選填“左”或“右”）調(diào)節(jié)，使其在水平位置平衡，這樣操作的目的是便于測量___________；（2）小明多次實驗并記錄數(shù)據(jù)如表，總結(jié)數(shù)據(jù)得出杠桿的平衡條件___________；次數(shù)動力F1/N動力臂l1/m阻力F2/N阻力臂l2/m110.120.05220.151.50.2330.051.50.1（3）第2次實驗所掛鉤碼的個數(shù)和位置如圖乙所示，此時將兩側(cè)所掛的鉤碼同時向支點O靠近一格，杠桿會___________（選填“左側(cè)下降”、“右側(cè)下降”或“仍水平平衡”）；（4）如圖丙所示，用彈簧測力計在A處豎直向上拉，使杠桿在水平位置平衡，在測力計逐漸向左傾斜到虛線位置的過程中，保持杠桿在水平位置平衡，則測力計的示數(shù)將___________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。【答案】

右

力臂

動力×動力臂＝阻力×阻力臂

右側(cè)下降

變大【解析】（1）由圖可知，杠桿左端向下傾斜，則重心應(yīng)向右移動，故應(yīng)向右調(diào)節(jié)左端的平衡螺母，使其在水平位置平衡。杠桿在水平位置平衡時，動力和阻力的力臂在杠桿上，在實驗過程中便于直接讀取力臂的長度。（2）根據(jù)表中數(shù)據(jù)可得，每次實驗時，動力與動力臂的乘積都等于阻力與阻力臂的乘積，所以總結(jié)數(shù)據(jù)得出杠桿的平衡條件是：動力×動力臂＝阻力×阻力臂。（3）設(shè)一個鉤碼重為G，每一小格長為L，如圖乙所示，將兩側(cè)所掛的鉤碼同時向支點O靠近一格，則左端為4G×2L=8GL右端為3G×3L=9GL因為8GL<9GL，所以杠桿不能平衡，右端會下沉。（4）如圖丙所示，用彈簧測力計在A處豎直向上拉，使杠桿在水平位置平衡，在測力計逐漸向左傾斜到虛線位置的過程中，保持杠桿在水平位置平衡，這個過程中，阻力和阻力臂不變，拉力的力臂逐漸變小，所以拉力變大，故彈簧測力計的示數(shù)變大。4．（2022·廣東·統(tǒng)考中考真題）在“探究杠桿的平衡條件”實驗中：（1）小明安裝好杠桿后，發(fā)現(xiàn)其左端下沉，如圖甲所示。為使杠桿在水平位置平衡，應(yīng)將平衡螺母向___________調(diào)節(jié)；（2）如圖乙所示，杠桿調(diào)節(jié)平衡后，在A處懸掛3個鉤碼，每個鉤碼重0.5N。如果在B處施加一個拉力使杠桿在水平位置再次平衡，當(dāng)方向為___________時，拉力最小，大小為___________N；（3）課后，小明制作了一個簡易杠桿，調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，然后在它兩邊恰當(dāng)位置分別放上不同數(shù)量的同種硬幣，使其在水平位置再次平衡，如圖丙所示，則力臂___________。若兩邊同時各取走一枚硬幣，則杠桿的___________端將下沉?！敬鸢浮?/p>

右

豎直向下

2

2：1

右【解析】（1）由圖甲知，杠桿的左端下沉，應(yīng)向右調(diào)節(jié)平衡螺母才能讓杠桿在水平位置平衡。（2）在B處施加的動力方向豎直向下時，對應(yīng)的動力臂最大。據(jù)杠桿的平衡條件，阻力和阻力臂不變時，動力臂最大，對應(yīng)的動力最小。杠桿在水平位置平衡時，有3×0.5N×4l=F1×3l解得最小拉力F1=2N（3）由圖示知，左邊對杠桿的作用力為2個硬幣的重力，右邊對杠桿的作用力為4個硬幣的重力，設(shè)每個硬幣的重力為G，則有G1：G2=2G：4G=1：2據(jù)杠桿的平衡條件有l(wèi)1：l2=G2：G1=2：1在兩邊同時取走一枚硬幣，則左邊和右邊分別是(2G-G)×l1=G×l1=2Gl2(4G-G)×l2=3Gl2所以杠桿的右端下沉。題型四：杠桿平衡條件的應(yīng)用1．（2022·廣西玉林·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，杠桿處于水平平衡狀態(tài)，若在杠桿兩側(cè)掛鉤碼處各增加一個質(zhì)量相同的鉤碼，則杠桿（）A．仍然平衡 B．右端下降 C．左端下降 D．勻速轉(zhuǎn)動【答案】C【解析】設(shè)杠桿上每一格的長度為l，每個鉤碼的重力為G，原來杠桿水平平衡時，有2G×3l=3G×2l在杠桿兩側(cè)掛鉤碼處各增加一個質(zhì)量相同的鉤碼時，左側(cè)動力與動力臂的乘積為3G×3l=9Gl右側(cè)阻力與阻力臂的乘積為4G×2l=8Gl因為9Gl>8Gl根據(jù)杠桿平條件可知，杠桿左端會下降，ABD不符合題意，C符合題意。故選C。2．（2022·內(nèi)蒙古包頭·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，輕質(zhì)杠桿OB可繞O點轉(zhuǎn)動，OA=AB，在A點懸掛物體，在B點豎直向上拉動杠桿使其始終保持水平平衡，拉力為F。下列說法正確的是（）A．F的大小為物重的2倍B．物重增加5N，F(xiàn)的大小也增加5NC．物體懸掛點右移，拉力F會增大D．將F改為沿圖中虛線方向，拉力F會減小【答案】C【解析】A．由圖可知，OA=AB，阻力的力臂為動力力臂的一半，根據(jù)杠桿的平衡條件可知由于，拉力F的大小為物重的二分之一，故A錯誤；B．若物重增加5N，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，F(xiàn)的變化量為，根據(jù)杠桿平衡條件可知解得故B錯誤:C．當(dāng)懸掛點右移時，阻力不變，阻力臂變大，動力臂不變，則動力F將變大，故C正確；D．保持杠桿在水平位置平衡，將拉力F轉(zhuǎn)至虛線位置時，拉力的力臂變小，因為阻力與阻力臂不變，由杠桿的平衡條件可知，拉力變大，故D錯誤。故選C。3．（2022·湖南湘潭·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，一均勻杠桿可以繞中點O自由轉(zhuǎn)動，杠桿上垂直粘有A、B兩根粗細相同的蠟燭且剛好在水平位置平衡，兩蠟燭所處位置到O點的水平距離lAO＝2lBO，現(xiàn)同時點燃蠟燭，經(jīng)時間t，它們減少了相等的質(zhì)量，下列說法正確的是（）A．點燃前A、B蠟燭重力之比為1∶2B．經(jīng)時間t，杠桿右端下沉C．經(jīng)時間t，杠桿左端下沉D．經(jīng)時間t，杠桿繼續(xù)保持水平平衡【答案】AB【解析】A．點燃前A、B蠟燭前，杠桿處于平衡狀態(tài)，根據(jù)杠桿的平衡條件可知GAlAO＝GBlBO變形得故A正確；BCD．經(jīng)時間t，蠟燭燃燒后減小的重力ΔG相同，則支點左邊力與力臂的乘積為(GA-ΔG)lAO＝GAlAO﹣ΔGLAO支點右邊力與力臂的乘積為(GB-ΔG)lBO＝GBlBO-ΔGlBO由于lAO＞lBO，所以ΔGlAO＞ΔGlBO，GAlAO＝GBlBO則有GAlAO﹣ΔGLAO＜GBlBO-ΔGlBO所以杠桿右端下沉，故B正確，CD錯誤。故選AB。4．（2022·山東棗莊·統(tǒng)考中考真題）如圖所示是生活中常見的桿秤。稱量時桿秤在水平位置平衡，被測物體和秤砣到提紐的距離分別為0.05m、0.2m，秤砣的質(zhì)量為0.1kg，秤桿的質(zhì)量忽略不計，則被測物體的質(zhì)量為______kg。若秤砣有缺損，則桿秤所測物體的質(zhì)量會______（選“偏大”或“偏小”）。【答案】

0.4

偏大【解析】如圖所示：由杠桿平衡條件得到m1g×OA=m2g×OB若秤砣有缺損，m2減小，而G1×OA不變，所以O(shè)B要變大，桿秤所示的質(zhì)量值要偏大。5．（2022·廣西百色·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，輕質(zhì)細桿可繞豎直墻上的O點轉(zhuǎn)動，末端掛一個重為150N的物體，拉力F沿水平方向，當(dāng)θ=45°時，拉力F=_________N。若保持拉力沿水平方向，讓細桿順時針緩慢旋轉(zhuǎn)到圖中虛線位置，則拉力將__________（選填“變大”或“變小”）。【答案】

150

變大【解析】如下圖：θ=45°，拉力的方向沿水平方向，阻力來自物體的重力，阻力的方向豎直方向，根據(jù)等腰直角三角形的知識可知，F(xiàn)的力臂與阻力的力臂是相同的，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，動力等于阻力，所以F=G=150N若保持拉力水平方向，讓杠桿順時針緩慢旋轉(zhuǎn)一個小角度到虛線位置，易知，此時的動力臂變小，阻力臂變大，在阻力不變的情況下，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，拉力將變大。6．（2022·四川廣元·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，水平實驗臺寬為l，邊緣安裝有壓力傳感器C、D，現(xiàn)將長為3l的一輕質(zhì)桿平放在C、D上，其兩端到C、D的距離相等，兩端分別掛有質(zhì)量均為m0的空容器A、B，實驗中向A中裝入一定質(zhì)量的細沙，要使桿始終水平靜止不動，可向B中注入一定質(zhì)量的水。請分析：（水的密度為1.0×103kg/m3，g取10N/kg）（1）已知m0=2kg，若小剛操作中，向B中注入水的體積為6L時，觀察到傳感器C示數(shù)恰好為零。①求容器B中水的質(zhì)量；()②求容器A中細沙的質(zhì)量。()（2）若小明操作中，向A中裝入細沙的質(zhì)量為mA（mA>0），求桿始終水平靜止不動時，B中注入水的質(zhì)量范圍（結(jié)果用mA、m0表示）。()【答案】

6kg

2kg

見解析【解析】（1）由題意可知，根據(jù)可知，容器B中水的質(zhì)量為m=ρV=1.0×103kg/m3×6×10-3m3=6kg當(dāng)傳感器C示數(shù)為零時，以D為支點，可得（m沙+m0）g?2l=（m水+m0）g?l即（m沙+2kg）g?2l=（6kg+2kg）g?l解得：m沙=2kg。（2）當(dāng)傳感器D示數(shù)為零時，mB有最小值，根據(jù)杠桿平衡條件可得（mA+m0）gl=（mB+m0）g?2l解得：mB=；當(dāng)傳感器C示數(shù)為零時，mB有最大值，根據(jù)杠桿平衡條件可得（mA+m0）g?2l=（mB+m0）gl解得：mB=2mA+m0；由題意可知，mA>0，所以當(dāng)mA≤m0時，mB有最小值為0，最大值為2mA+m0；當(dāng)mA>m0時，mB有最小值為，最大值為2mA+m0；即當(dāng)mA≤m0時，0≤mB≤2mA+m0；當(dāng)mA＜m0時，≤mB≤2mA+m0。7．（2022·北京·統(tǒng)考中考真題）俯臥撐是一項常見的健身項目，采用不同的方式做俯臥撐，健身效果通常不同。圖23甲所示的是小京在水平地面上做俯臥撐保持靜止時的情境，她的身體與地面平行，可抽象成如圖23乙所示的杠桿模型，地面對腳的力作用在O點，對手的力作用在B點，小京的重心在A點。已知小京的體重為750N，OA長為1m，OB長為1.5m。（1）圖23乙中，地面對手的力F1與身體垂直，求F1的大?。唬?）圖24所示的是小京手扶欄桿做俯臥撐保持靜止時的情境，此時她的身體姿態(tài)與圖23甲相同，只是身體與水平地面成一定角度，欄桿對手的力F2與他的身體垂直，且仍作用在B點。分析并說明F2與F1的大小關(guān)系?！敬鸢浮浚?）500N；（2）<【解析】解：（1）如圖1所示，O為支點，重力的力臂為lA，F(xiàn)1的力臂為lB根據(jù)杠桿平衡條件F1lB=GlA可得（2）小京手扶欄桿時抽象成的杠桿模型如圖2所示，O為支點，重力的力臂為lA′，F(xiàn)2的力臂為lB根據(jù)杠桿平衡條件F2lB′=GlA′可得由圖可知lA′<lA，lB′=lB所以F2<F1題型五：杠桿的分類1．（2022·西藏·統(tǒng)考中考真題）杠桿在生活中無處不在，下圖所示工具在使用過程中屬于費力杠桿的是（）A．鐵皮剪B．定滑輪C．鉗子D．船槳【答案】D【解析】A．鐵皮剪的動力臂大于阻力臂，所以鐵皮剪是省力杠桿，故A不符合題意；B．定滑輪相當(dāng)于等臂杠桿，使用定滑輪不省力，故B不符合題意；C．鉗子的動力臂大于阻力臂，所以鉗子是省力杠桿，故C不符合題意；D．船槳的動力臂小于阻力臂，所以船槳是費力杠桿，能省距離，故D符合題意。故選D。2．（2022·山東煙臺·統(tǒng)考中考真題）如圖所示的杠桿在使用過程中，屬于費力杠桿的是（）A．用羊角錘起釘子 B．用鉗子夾導(dǎo)線C．用起子起瓶蓋 D．用鑷子夾取砝碼【答案】D【解析】A．用羊角錘起釘子時，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故A不符合題意；B．用鉗子夾導(dǎo)線時，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故B不符合題意；C．用起子起瓶蓋時，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故C不符合題意；D．用鑷子夾取砝碼時，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，故D符合題意。故選D。3．（2022·廣西賀州·統(tǒng)考中考真題）如圖所示的四種工具中，屬于省力杠桿的是（）A．筷子 B．托盤天平C．羊角錘 D．火鉗【答案】C【解析】A．筷子在使用時，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，故A不符合題意；B．托盤天平在使用時，動力臂等于阻力臂，屬于等臂杠桿，既不省力也不費力，故B不符合題意；C．羊角錘在使用時，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故C符合題意；D．火鉗在使用時，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，故D不符合題意。故選C。4．（2022·湖北十堰·統(tǒng)考中考真題）下列工具正常使用時，能省力的是（）A．瓶蓋起子B．托盤天平C．筷子夾食品D．理發(fā)剪刀【答案】A【解析】A．瓶蓋起子在使用時，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故A符合題意；B．托盤天平是一個等臂杠桿，既不省力也不費力，故B不符合題意；C．筷子在使用時，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，故C不符合題意；D．理發(fā)剪刀在使用時，動力臂小于阻力臂，屬于費力杠桿，故D不符合題意。故選A。5．（2022·遼寧盤錦·統(tǒng)考中考真題）宇航員在我國天和核心艙中用手指輕輕推了一下“懸”在空中的筆，筆就開始向前運動，說明力可以改變物體的___________。筆離開手指后還能繼續(xù)向前運動，是因為它具有___________。寫字時筆相當(dāng)于___________（選填“省力”“費力”或“等臂”）杠桿?！敬鸢浮?/p>

運動狀態(tài)

慣性

費力【解析】在我國天和核心艙中用手指輕輕推了一下“懸”在空中的筆，筆就開始向前運動，筆由靜止變?yōu)檫\動，運動狀態(tài)發(fā)生改變，說明力可以改變物體的運動狀態(tài)。筆離開手指后，由于筆具有慣性，能夠繼續(xù)向前運動。寫字時，筆桿的支點和動力作用點都在手指上，二者距離較近，而阻力作用點是筆端，距離支點較遠，動力臂小于阻力臂，所以相當(dāng)于費力杠桿。題型六：定滑輪、動滑輪、滑輪組及其工作特點1．（2022·山東淄博·統(tǒng)考中考真題）如圖是某小區(qū)使用的一種垃圾投放裝置的示意圖，人向下拉吊把就能打開垃圾桶桶蓋，非常方便、衛(wèi)生。下列說法正確的是（）A．裝置中的滑輪是動滑輪B．裝置中的滑輪改變了力的方向C．繩子拉起桶蓋時，桶蓋可視為費力杠桿D．藍色垃圾桶看起來是藍色，是因為它吸收藍光【答案】B【解析】AB．由圖可知，垃圾桶蓋使用過程中，兩個滑輪的軸固定不動，所以該裝置中的滑輪為定滑輪；定滑輪雖不省力，可以改變力的方向，故A錯誤，B正確；C．由圖可知，桶蓋可視為杠桿，阻力為桶蓋的重力，垃圾桶蓋使用過程中，動力臂大于阻力臂，屬于省力杠桿，故C錯誤；D．不透明物體的顏色是由它反射的色光決定的，藍色垃圾桶只能反射太陽光中的藍色光，其它顏色的光被吸收了，看起來是藍色，故D錯誤。故選B。2．（2022·廣東·統(tǒng)考中考真題）分別使用圖中四種裝置勻速提升同一重物，不計滑輪重、繩重和摩擦，最省力的是（）A． B．C． D．【答案】A【解析】A．不計滑輪重、繩重和摩擦，承重繩子的段數(shù)n=3，則拉力B．不計滑輪重、繩重和摩擦，承重繩子的段數(shù)n=2，則拉力C．定滑輪相當(dāng)于等臂杠桿，不計滑輪重、繩重和摩擦，則拉力D．動滑輪相當(dāng)于省力杠桿，不計滑輪重、繩重和摩擦，則拉力綜上，四種裝置勻速提升同一重物，則最省力的是A中的裝置。故選A。3．（2022·湖南婁底·統(tǒng)考中考真題）生活中要用到各種各樣的機械，其中天平是一種______杠桿；能改變力的方向的是______（填“定滑輪”或“動滑輪”）?！敬鸢浮?/p>

等臂

定滑輪【解析】天平的動力臂等于阻力臂，屬于等臂杠桿。定滑輪不能省力但可以改變力的方向，給人們帶來方便。4．（2022·貴州黔西·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，通過滑輪沿水平方向拉動重為20N的物體A，不計滑輪重及其摩擦。當(dāng)拉力F為4N時，物體A受到的拉力為___________N；用這種方法使用滑輪是為了___________?！敬鸢浮?/p>

8

省力【解析】由圖可知，繞在動滑輪上繩子的有效股數(shù)n=2，則物體A受到的拉力為F1=2F=2×4N=8N動滑輪可以省一半的力，但不可以改變動力方向。5．（2022·上?！そy(tǒng)考中考真題）用如圖所示的滑輪沿豎直方向提起一重為20牛的物體A，滑輪處于靜止?fàn)顟B(tài)，相當(dāng)于一個__________杠桿，力F的大小為____________牛，此時物體A所受到的合力大小為_______________牛?！敬鸢浮?/p>

省力

10

0【解析】如圖所示，滑輪隨著物體一起運動，故是動滑輪，省一半的力，相當(dāng)于一個省力杠桿。一共有2段繩子分擔(dān)動滑輪重，故動滑輪省一半的力，力F的大小為滑輪處于靜止?fàn)顟B(tài)，則物體A也處于靜止?fàn)顟B(tài)，處于平衡狀態(tài)，故合力為0。6．（2022·遼寧營口·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，用12.5N的拉力F，10s內(nèi)把重為20N的木箱勻速提升30cm（不計繩重及摩擦），則繩子自由端移動的速度是________m/s，動滑輪重是________N，該滑輪組的機械效率是________?！敬鸢浮?/p>

0.06

5

80%【解析】由圖可知，滑輪組承重繩子的股數(shù)n=2，則繩端移動的距離為則繩子自由端移動的速度是不計繩重及摩擦，根據(jù)可知，動滑輪重是該滑輪組的機械效率是7．（2022·福建·統(tǒng)考中考真題）如圖，用滑輪組幫助汽車脫困時，滑輪B的作用是______；汽車被勻速拉動時，作用在繩子上的拉力F為1000N，滑輪組的機械效率為80%，則汽車受到的摩擦力為______N?！敬鸢浮?/p>

改變力的方向

1600【解析】滑輪B工作時位置不發(fā)生改變，因此該滑輪為定滑輪，定滑輪不能省力，只能改變力的方向。汽車被勻速拉動時處于平衡狀態(tài)，所受的牽引力和摩擦力是一對平衡力，大小相等。動滑輪上有兩端繩子，則n=2，由滑輪組的機械效率可得汽車受到的摩擦力8．（2022·廣西河池·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，請畫出最省力的滑輪組繩子的繞法?！敬鸢浮俊窘馕觥扛鶕?jù)題滑輪組的工作特點可知，使用滑輪組提升重物時，不計繩重和摩擦，繩端拉力F大小與繞過動滑輪且施加拉力的繩子股數(shù)n的關(guān)系為因此繞過動滑輪且施加拉力的繩子股數(shù)n越大，滑輪組越省力，由圖示可知，題中繞過動滑輪且施加拉力的繩子股數(shù)最大為n=3，故最省力的滑輪組繩子的繞法如圖所示：9．（2022·山東棗莊·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，若利用滑輪組向下拉繩將重物提升，請畫出滑輪組繞繩方法?！敬鸢浮俊窘馕觥肯蛳吕K將重物提升，從繩子自由端向上繞起，先繞過定滑輪，然后再繞過動滑輪，最后系在定滑輪下面的掛鉤上，如圖所示：題型七：斜面1．（2022·甘肅金昌·中考真題）如圖所示，現(xiàn)在很多地方設(shè)有輪椅專用通道，為殘疾人通行提供方便。它實際上就是簡單機械中的______（選填“杠桿”、“滑輪”或“斜面”）；屬于______（選填“省力”、“費力”或“省功”）機械?！敬鸢浮?/p>

斜面

省力【解析】輪椅專用通道是一條與水平面成一定角度的傾斜平面，這樣的傾斜平面利用的就是斜面，可以省力。根據(jù)功的原理可知，使用斜面時要費距離，但同時省了力，故斜面屬于省力機械。2．（2022·四川德陽·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，有一斜面長L=4m，高h=2.5m。劉利同學(xué)用平行于斜面向上F=150N的拉力，將200N重的物體從底端勻速拉到斜面頂端。那么劉利同學(xué)對物體做的總功為___________J；物體沿斜面勻速向上運動時所受的摩擦阻力為___________N。【答案】

600

25【解析】劉利同學(xué)對物體做的總功為劉利同學(xué)對物體做的有用功為劉利克服摩擦力做的功就是物體被勻速拉到斜面頂端所做的額外功，額外功物體沿斜面勻速向上運動時所受的摩擦阻力題型八：機械效率1．（2022·遼寧·統(tǒng)考中考真題）使用如圖所示的滑輪組，沿水平方向勻速拉動質(zhì)量為300kg的物體，彈簧測力計的示數(shù)為200N，物體在10s內(nèi)移動1m。物體所受的摩擦力為物重的0.1倍。不計繩重和滑輪組內(nèi)的摩擦，下列說法正確的是（）A．滑輪組的機械效率為50%B．動滑輪重為100NC．繩子自由端拉力的功率為20WD．增大物重機械效率不變【答案】B【解析】A．物體的重力G=mg=300kg×10N/kg=3000N物體受到的摩擦力f=0.1G=0.1×3000N=300N則拉力F克服物體摩擦力做的有用功W有=fL=300N×1m=300J由圖可知，動滑輪用2段繩子拉物體，且彈簧測力計的示數(shù)為200N，則拉力F=200N，繩子自由端移動的距離s=2m，拉力做的總功W總=Fs=200N×2m=400J滑輪組的效率故A錯誤；B．由可知，動滑輪重G動=nF-f=2×200N-300N=100N故B正確；C．拉力的功率故C錯誤；D．若增大物重，則物體受到的摩擦力變大，物體移動相同的距離，滑輪組所做的有用功變大，而額外功不變，有用功在總功中所占的比例變大，因此機械效率會變大，故D錯誤。故選B。2．（2022·內(nèi)蒙古通遼·統(tǒng)考中考真題）用如圖甲所示的滑輪組提升物體M，已知物體M所受的重力為550N，卷揚機加在繩子自由端的拉力F將物體M在20s內(nèi)沿豎直方向勻速提升10m，拉力F做的功W隨時間t的變化圖像如圖乙所示，忽略繩重及摩擦，下列說法正確的是（）A．拉力F為350N B．繩子自由端移動的速度為0.5m/sC．動滑輪重為50N D．該滑輪組的機械效率為83.3%【答案】C【解析】A．如圖甲是由一個動滑輪和一個定滑輪組成的滑輪組，動滑輪上有二段繩子，則在20s內(nèi)拉力移動的距離為由圖乙可知拉力為故A錯誤；B．繩子自由端移動的速度為故B錯誤；C．忽略繩重及摩擦，由得動滑輪的重為故C正確；D．在20s內(nèi)克服物重做的有用功為該滑輪組的機械效率為故D錯誤。故選C。3．（2022·山東青島·統(tǒng)考中考真題）如圖甲所示，工人師傅利用動滑輪將重360N的貨物勻速提起，拉力F＝200N，貨物上升的高度h與所用時間t關(guān)系的圖像如圖乙所示，不計繩重和摩擦。下列說法正確的是（）A．動滑輪的重力 B．貨物上升的速度v＝0.4m/sC．拉力F的功率P＝80W D．動滑輪的機械效率【答案】BD【解析】A．一共有2段繩子分擔(dān)動滑輪和重物的總重力，故動滑輪的重力故A錯誤；B．由乙圖可知，貨物上升的速度故B正確；C．繩子自由端的速度為拉力F的功率故C錯誤；D．動滑輪的機械效率故D正確。故選BD。4．（2022·西藏·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，用大小為125N的拉力F通過滑輪組將重為200N的物體勻速提升10cm，用時2s，不計繩重與摩擦，拉力的功率為______W，滑輪組的機械效率是______%?！敬鸢浮?/p>

12.5

80【解析】由圖知道，有兩段繩子承擔(dān)動滑輪和物體的物重，當(dāng)提升10cm時h=10cm=0.1m拉力F移動的距離是拉力做功的功率滑輪組的機械效率是5．（2022·江蘇淮安·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，向上用125N的拉力，10s內(nèi)將重200N的物體，勻速提升2m。此過程中，重物上升的速度為______m/s，拉力做的功為______J，動滑輪的機械效率是______?！敬鸢浮?/p>

0.2

500

80%【解析】重物上升的速度為由圖可知，繩子承重股數(shù)為n=2，繩子自由端移動的距離為拉力做的總功為拉力做的有用功為滑輪組的機械效率為6．（2022·四川攀枝花·統(tǒng)考中考真題）如圖所示的滑輪組，將一重510N的箱子在10s內(nèi)勻速提升5m，拉力F為200N，動滑輪重50N。拉力F的功率為______W，滑輪組的機械效率為______?！敬鸢浮?/p>

300

85%【解析】箱子在10s內(nèi)勻速提升5m，所以箱子運動的速度由圖可知，動滑輪上的繩子段數(shù)是3段，則繩端移動速度拉力F的功率有用功總功滑輪組的機械效率7．（2022·四川資陽·統(tǒng)考中考真題）我國第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要明確提出，要推進以縣城為重要載體的城鎮(zhèn)化建設(shè)，加快推進公共服務(wù)、環(huán)境衛(wèi)生、市政公用、產(chǎn)業(yè)配套等設(shè)施提級擴能，增強綜合承載能力和治理能力。隨著近期疫情防控形勢的好轉(zhuǎn)，各類基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)正如火如荼的展開。如圖所示，一建筑工人欲通過滑輪組向高的三樓陽臺上運送建筑材料，已知滑輪組的定滑輪固定在三樓陽臺上面的天花板外緣。若工人用的力拉繩子，將重為的建材在內(nèi)勻速豎直的由地面提升到三樓陽臺上，不計建材和滑輪組長度，忽略繩的重量及繩與滑輪間、滑輪與輪軸間的摩擦，g取，求：（1）工人拉力F的功率P；（2）滑輪組裝置的機械效率η（結(jié)果保留2位小數(shù)）；（3）滑輪組中動滑輪的質(zhì)量m?！敬鸢浮浚?）216W；（2）97.22%；（3）4kg【解析】解：（1）由圖可知繩子自由端移動的距離拉力做的總功工人拉力的功率為（2）有用功為滑輪組的機械效率（3）不計繩重和摩擦則動滑輪的重力由知動滑輪的質(zhì)量為答：（1）工人拉力的功率為216W；（2）滑輪組裝置的機械效率為；（3）滑輪組中動滑輪的質(zhì)量為。8．（2022·江蘇鎮(zhèn)江·統(tǒng)考中考真題）如圖所示，用拉力F通過動滑輪將重90N的貨物勻速提升1m，動滑輪的機械效率為90%，不計繩重及滑輪與軸之間的摩擦，求；（1）上述過程中的有用功W有；（2）上述過程中拉力所做的功W總；（3）動滑輪所受的重力G動?！敬鸢浮浚?）90J；（2）100J；（3）10N【解析】解：（1）將重90N的貨物勻速提升1m，所做的有用功W有=Gh=90N×1m=90J（2）由得，拉力所做的總功（3）由圖知，有兩段繩子提起物體，則s=2h=2×1m=2m由W=Fs得，繩端的拉力不計繩重及滑輪與軸之間的摩擦，由可得，動滑輪的重力G動=nF-G=2×50N-90N=10N答：（1）上述過程中的有用功W有為90J；（2）上述過程中拉力所做的功W總為100J；（3）動滑輪的重力為10N。9．（2022·湖南張家界·統(tǒng)考中考真題）天門山盤山公路是網(wǎng)紅打卡地，公路共計99道彎，似玉帶環(huán)繞，層層疊起，直沖云霄，公路全長大約10km，公路的海拔落差高度約1000m。為助力“2022年湖南省首屆旅游發(fā)展大會”，實現(xiàn)省委省政府提出的“立標打樣”、“辦一次會、興一座城”的目標要求，天門山景區(qū)購置了一批新能源純電動客車，客車滿載時總質(zhì)量為6000kg?，F(xiàn)有一輛滿載的新能源客車，以80kW的恒定功率，4m/s的速度沿盤山公路從山底勻速行駛至山頂。（行駛過程中客車所受重力和阻力大小恒定不變，g取10N/kg）請完成下列問題：（1）整個過程中，電動機對客車和游客所做的有用功為多少？（2）盤山公路的機械效率為多少？（3）整個過程中，電動機的牽引力為多少？汽車受到的阻力為多少？【答案】（1）6×107J；（2）30%；（3）2×104N，1.4×104N【解析】解：（1）客車和游客總重力G=mg=6000kg×10N/kg=6×104N電動機對客車和游客所做的有用功W有用=Gh=6×104N×1000m=6×107J即電動機對客車和游客所做的有用功為6×107J。（2）由可得，整個過程所用時間由可得，總功W總=Pt=80×103W×2.5×103s=2×108J盤山公路的機械效率即盤山公路的機械效率為30%。（3）由可得，電動機的牽引力即電動機的牽引力為2×104N。額外功W額=W總﹣W有用=2×108J﹣6×107J=1.4×108J由W額=fs可得，汽車受到的阻力即汽車受到的阻力為1.4×104N。答：（1）整個過程中，電動機對客車和游客所做的有用功為6×107J；（2）盤山公路的機械效率為30%；（3）整個過程中，電動機的牽引力為2×104N，汽車受到的阻力為1.4×104N。一、選擇題1．（2022·江蘇揚州·統(tǒng)考一模）如圖，屬于費力杠桿的工具是（）A．剪刀 B．起子C．鋼絲鉗 D．鑷子【答案】D【解析】A．剪刀動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故A不符合題意；B．起子動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故B不符合題意；C．鋼絲鉗動力臂大于阻力臂，是省力杠桿，故C不符合題意；D．鑷子動力臂小于阻力臂，是費力杠桿，故D符合題意。故選D。2．（2022·山東淄博·統(tǒng)考二模）如圖甲、乙、丙中，每個滑輪重G0都相同，將同一重物G（G大于G0）勻速提高相同高度，不計繩重及摩擦。以下說法正確的是（）A．F1做功最多 B．F2最大C．甲圖效率最高 D．丙圖做功一定最快【答案】C【解析】圖甲滑輪是定滑輪，F(xiàn)1=G，拉力做功為W1=F1s1=Gh圖乙滑輪是動滑輪，，拉力做的總功為W2=F2s2=W有+W額=Gh+G0h圖丙是滑輪組，，拉力做的總功為W3=F3s3=W有+W額=Gh+G0h綜上所述，不計繩重及摩擦，由于F1沒有做額外功，所以F1做的功最少，F(xiàn)2和F3有做額外功，所以甲圖的機械效率最高；由于G大于G0，因此有所以三圖中力的關(guān)系為F1最大；由于不知道做功時間，無法比較做功快慢；故ABD錯誤，C正確。故選C。3．（2022·吉林長春·統(tǒng)考一模）如圖所示的兩個滑輪組，提升一個重為16N的物體（每個滑輪重力均相同），使物體在2s內(nèi)上升了20cm，拉力大小如圖所示，下列說法錯誤的是（）A．兩圖中，定滑輪的作用是改變力的方向B．兩圖中，拉力所做的功相同C．圖甲中，滑輪組的機械效率是88.9%D．圖乙中，動滑輪的重力為2N【答案】D【解析】A．定滑輪的實質(zhì)是一個等臂杠桿，在機械裝置中起到改變力的方向的作用，故A正確，不符合題意；B．由圖甲可知，甲滑輪組中承擔(dān)物重的繩子段數(shù)為3，繩子自由端的拉力為6N，繩子自由端移動的距離由可知，甲滑輪組拉力做功由圖乙可知，乙滑輪組中承擔(dān)物重的繩子段數(shù)為2，繩子自由端的拉力為9N，繩子自由端移動的距離由可知，乙滑輪組拉力做功兩滑輪組拉力所做的功相同，故B正確，不符合題意；C．圖甲中拉力做的有用功由可知，甲滑輪組的機械效率故C正確，不符合題意；D．圖乙中，若不計繩重和摩擦，由可得，動滑輪的重力若考慮繩重和摩擦，動滑輪的重力小于2N，故D錯誤，符合題意。故選D。4．（2022·山東濟南·統(tǒng)考一模）如圖所示甲、乙兩種裝置，分別將相同的重物勻速拉至相同高度。若滑輪重相同且小于物重，不計繩重與摩擦。下列說法正確的是（）A．乙的機械效率更高B．甲乙機械效率相同C．使用甲裝置更省力D．使用乙裝置更省力【答案】D【解析】AB．提升的物體重和高度相同，由可知做的有用功相同；使用定滑輪時做的額外功為零，使用動滑輪時需要克服動滑輪重力做功，即額外功為，由機械效率公式可知，使用定滑輪的機械效率大于使用動滑輪的機械效率，故乙的機械效率較低。故AB錯誤；CD．甲是定滑輪，乙是動滑輪，不計繩重及摩擦，使用定滑輪的拉力；使用動滑輪的拉力故使用乙裝置更省力；故C錯誤，D正確。故選D。5．（2022·湖北荊州·統(tǒng)考一模）小葉同學(xué)用如圖所示的滑輪組提升重物A，不計繩重和機械之間的摩擦，每個滑輪的重力均為10N，與地面固定的細繩a的拉力F2＝105N，他通過細繩b用F1的拉力將重物A勻速提升1.5m，所用時間10s。下列說法中正確的是（）A．物體A的重力為210NB．細繩b的拉力為315NC．拉力F1做功的功率為32.5WD．該滑輪組在使用過程中的機械效率為80%【答案】C【解析】A．如圖所示，與地面固定的細繩a的拉力F2＝105N，每個滑輪的重力均為10N，承擔(dān)重物的動滑輪繩子的股數(shù)n＝2，每段繩子拉力為105N，因為不計繩重和摩擦?xí)r，根據(jù)公式可得，物體A的重力GA＝2F2﹣G動＝2×105N﹣10N＝200N故A錯誤；B．以中間的大動滑輪為研究對象，根據(jù)力的平衡條件可知，細繩b的拉力等于下面3股繩子的拉力加上中間滑輪的重力，則拉力F1＝3F2+G輪＝3×105N+10N＝325N故B錯誤；C．重物A勻速提升的高度hA＝1.5m，由動滑輪的特點可知繩子a移動的距離sa＝2hA，由圖可知，中間的滑輪受到3股繩子向下的拉力，而細繩b的拉力F1作用在該滑輪的掛鉤上，此時費力但省距離，因此繩子b移動的距離拉力F1做的總功W總＝F1s＝325N×1m＝325J拉力F1做功的功率故C正確；D．使用滑輪組時，所做的有用功W有＝GAhA＝200N×1.5m＝300J該滑輪組在使用過程中的機械效率為故D錯誤。故選C。6．（2022·云南昆明·統(tǒng)考一模）如圖甲所示，某同學(xué)利用滑輪組將4kg的實心正方體物塊從空氣中勻速緩慢的放入水中（圖中柱形容器足夠高），繩端拉力F隨正方體浸入水中的深度h變化的關(guān)系如圖乙所示。不計繩重和摩擦，，，下列選項正確的是（）A．每個滑輪的重力為15NB．物塊浸沒在水中時受到的浮力為5NC．物塊的密度為4g/cm3D．物塊浸沒后在水中勻速下降時，該滑輪組的機械效率為80%【答案】C【解析】A．物塊的重力為由圖像可知，物塊在空氣中時，繩子自由端的拉力為25N，由圖可知n＝2，因為不計繩重和摩擦?xí)r根據(jù)可知，動滑輪的重力為故A錯誤；B．由圖像可知，物塊浸沒在水中時，繩子自由端的拉力為20N，因為不計繩重和摩擦?xí)r，所以物塊浸沒在水中時受到的拉力因為浸沒在水中時受到豎直向下的重力、豎直向上的拉力和浮力，所以物塊浸沒在水中時受到的浮力故B錯誤；C．由可知，物塊浸沒在水中排開水的體積因為物塊浸沒在水中，所以物塊的體積則物塊的密度故C正確；D．物塊浸沒后在水中勻速下降時，滑輪組的機械效率故D錯誤。故選C。7．（2022·山東德州·統(tǒng)考二模）如圖所示的滑輪組，動滑輪重3N，物體A在5s內(nèi)被勻速提升0.5m的過程中，圖中繩的拉力均沿豎直方向，滑輪組的機械效率為90%，不計繩重和摩擦，則在本次實驗中（）A．若提升更重的物體，滑輪組的機械效率降低B．物體A的重力為28NC．繩子自由端的拉力F大小為8ND．繩子自由端拉力的功率為3W【答案】D【解析】A．用同一滑輪組提升重物時，物重越重，滑輪組機械效率越高，若提升更重的物體，滑輪組的機械效率提高，故A不符合題意；B．物體A在5s內(nèi)被勻速提升0.5m的過程中，做的額外功由滑輪組的機械效率為90%知，總功有用功物體A的重力故B不符合題意；C．繩子自由端的拉力F大小為故C不符合題意；D．繩子自由端拉力的功率故D符合題意。故選D。8．（2022·廣東佛山·統(tǒng)考模擬預(yù)測）我國第一部介紹西方物理學(xué)的著作《遠西奇器圖說》里記載了一種機械裝置，如圖所示。小球B拉著小球A勻速移動，若小球B的質(zhì)量是20克，不考慮摩擦和繩重，小球A的質(zhì)量可能為（）A．30克 B．20克 C．16克 D．10克【答案】A【解析】不考慮摩擦和繩重，定滑輪即不省力又不省距離，則繩子對A的拉力等于B的重力，當(dāng)B下降時，B下降的高度hB等于A沿斜面上升的距離lA，大于A豎直上升的高度hA，根據(jù)功的原理可知，重力對B做的功等于繩子的拉力對A做的功，也等于克服A的重力做的功，即mAghA=mBghB因為hA＜hB所以mA>mB因此A的質(zhì)量肯定大于20g，故BCD不符合題意，A符合題意。故選A。9．（2022·陜西西安·統(tǒng)考二模）為規(guī)范停車秩序，區(qū)交警支隊對違停車輛拖移（如圖甲所示），工作原理圖如圖乙所示，當(dāng)鋼繩對車輛施加沿斜面的拉力F為5×103N時，在100s內(nèi)可將小車A沿斜面底端勻速拉至斜面頂端，已知小車A的質(zhì)量為1.5t，斜面高為1m，斜面長為5m（不計車長、鋼繩重、動滑輪重、鋼繩與滑輪間的摩擦和滑輪與軸間的摩擦，g取10N/kg）。在小車A由水平路面被拖上救援車的過程中，以下說法正確的是（）A．拉力所做的有用功為2.5×104J B．整個裝置的機械效率為80%C．小車A與斜面間的摩擦力為2×103N D．小車A沿斜面的運動的速度為0.5m/s【答案】C【解析】A．由可知，小車A的重力由可知，拉力所做的有用功故A錯誤；B．由可知，拉力所做的總功由可知，整個裝置的機械效率故B錯誤；C．由上可知，額外做功由可知，小車A與斜面間的摩擦力故C正確；D．由可知，小車A沿斜面的運動的速度故D錯誤。故選C。10．（2022·重慶永川·統(tǒng)考一模）如圖所示的滑輪組，用50N的拉力F將重為80N的物體勻速提起，繩子自由端在20s內(nèi)移動了6m（不計繩重和摩擦）。以下說法正確的是（）A．動滑輪的重力為30N B．提升物體所做的有用功為300JC．繩端拉力的功率為30W D．滑輪組提升物體的機械效率為80%【答案】D【解析】A．由圖可知，承擔(dān)物重繩子的股數(shù)n=2；因不計繩重和摩擦，則由可知，動滑輪的重力為G動=nF-G=2×50N-80N=20N故A錯誤；B．物體上升的高度是提升物體所做的有用功為W有=Gh=80N×3m=240J故B錯誤；C．繩端拉力做的總功是W總=Fs=50N×6m=300J繩端拉力的功率為故C錯誤；D．滑輪組提升物體的機械效率為故D正確。故選D。11．（2022·重慶·重慶巴蜀中學(xué)?？级＃┯萌鐖D所示的滑輪組，將重10N的物體以0.1m/s的速度勻速提升，拉力F=6N，不計繩重及摩擦，下列說法正確的是（）A．動滑輪重力為8N B．拉力的功率為1.8WC．滑輪組的機械效率為83.3% D．物重不變，增加動滑輪重力，可以提高機械效率【答案】C【解析】A．由圖可知，n=2，不計繩重和摩擦，拉力則動滑輪的重力故A錯誤；B．拉力端移動的速度拉力的功率故B錯誤；C．滑輪組的機械效率故C正確；D．物重不變，提升高度相同時，有用功不變；增加動滑輪重力，額外功變大，總功變大，根據(jù)機械效率公式可知，滑輪組的機械效率會減小，故D錯誤。故選C。12．（2022·湖南長沙·?？既＃┤鐖D所示，滑輪組將重50N的物體A以0.2m/s的速度沿水平地面勻速向前拉動了1m，拉力F大小為10N，滑輪組的機械效率為80%，下列說法中正確的是（）A．繩子自由端移動的距離為1mB．物體A受到水平地面的摩擦力為16NC．滑輪組做的有用功為50JD．拉力F做功的功率為4W【答案】BD【解析】A．物體A沿水平地面勻速向前拉動了1m，由圖可知動滑輪上繩子有2根，所以繩子自由端移動的距離s=2×1m=2m故A錯誤；BC．拉力F大小為10N，繩子自由端移動的距離2m，則滑輪組做的總功滑輪組的機械效率為80%，則滑輪組做的有用功滑輪組做的有用功為16J，物體A沿水平地面勻速向前拉動了1m，則物體A受到水平地面的摩擦力故C錯誤，B正確；D．由C知拉力F做的總功為20J，物體A以0.2m/s的速度沿水平地面勻速向前拉動了1m，拉力F做功的功率故D正確。故選BD。13．（2022·湖南長沙·長沙市雅禮實驗中學(xué)?？级＃┗喗M是我國深水大氣田“深海一號”的重要組成部件，如圖滑輪組正把物資運送到高處，此時鋼絲繩的拉力為1000N，物資在10s內(nèi)勻速上升1m，此過程中額外功為300J，則下列說法中正確的是（）A．動滑輪重為300N B．電動機對鋼絲繩做功的功率為300WC．滑輪組的機械效率為70% D．建筑物資的質(zhì)量為270kg【答案】BD【解析】AD．根據(jù)題意鋼絲繩的拉力為，承重的繩子股數(shù)。所以總功為此過程中額外功為300J，故有用功為故。額外功為300J包括克服動滑輪重力做功，還有克服摩擦力做功，因為摩擦力不知道，故無法確定動滑輪的重力。故D正確，A錯誤；B．物資在10s內(nèi)勻速上升1m，故物體上升的速度為承重的繩子股數(shù)，故自由端拉力的速度為再根據(jù)功率公式可得電動機對鋼絲繩做功的功率為故B正確；C．根據(jù)可得此滑輪組的機械效率為故C錯誤。故選BD。14．（2022·湖南·校考一模）用如圖甲所示的滑輪組緩慢提升不同物體，每次物體被提升的高度均為0.5m，滑輪組的機械效率與物體受到重力的關(guān)系如圖乙所示，不計繩重和摩擦，下列分析正確的是（）A．滑輪組的機械效率越高，功率越大B．動滑輪的重力為10NC．該滑輪組的機械效率能達到100%D．每次提升重物時，滑輪組做的額外功均為5J【答案】BD【解析】A．滑輪組的機械效率越高，說明有用功與總功的比值越大，功率是表示做功快慢的物理量，機械效率高，拉力做功的功率不一定大，故A錯誤；B．由圖乙可知，提升物重G=10N時，滑輪組的機械效率，不計繩重和摩擦，滑輪組的機械效率為動滑輪的重力為故B正確；C．使用滑輪組時，需要提升動滑輪做額外功，使得有用功小于總功，滑輪組的機械效率總小于100%，故C錯誤；D．由題知，利用滑輪組每次物體被提升的高度均為0.5m，提升動滑輪上升的高度也都是0.5m，則每次提升重物時，不計繩重和摩擦，滑輪組做的額外功都為W額=G動h=10N×0.5m=5J故D正確。故選BD。二、填空題15．（2022·江蘇無錫·無錫市天一實驗學(xué)校?？级＃┤鐖D是使用手機和自拍桿自拍時的示意圖，自拍桿可以看作是一個______（選填“省力”或“費力”）杠桿（O為支點）。已知自拍桿長1m（質(zhì)量忽略不計），手機對桿豎直向下的作用力F2=3N，圖中L1=10cm，L2=80cm，則手垂直于桿的動力F1=______N。拍攝需要伸長自拍桿時，若保持F1的作用點、方向及支點位置不變，則F1大小將______（選填“變大”、“變小”或“不變”）?！敬鸢浮?/p>

費力

24

變大【解析】通過觀察圖可知，人為了舉起自拍桿所施加的力F1的力臂為L1，手機所造成的阻力F2的力臂為L2，因為L1=10cm，L2=80cm，所以L1<L2，動力臂小于阻力臂，所以自拍桿可看作是一個費力杠桿。杠桿的平衡條件是F1L1=F2L2，代入數(shù)據(jù)L1=10cm，L2=80cm，F(xiàn)2=3N得F1?×10cm=3N×80cm解得F1=24N。拍攝者伸長自拍桿，則阻力臂L2增大，保持F1的作用點、方向及支點位置不變，則動力臂L1不變，由于阻力F2不變，根據(jù)杠桿的平衡條件F1L1=F2L2得，動力F1變大。16．（2022·黑龍江佳木斯·佳木斯市第五中學(xué)?？既＃┤鐖D裝置中，物體A重100N，物體B重10N，在物體B的作用下，物體A在水平面上做勻速直線運動，受到水平面的摩擦力是物體A重的0.2倍，則此裝置的效率為___________。如果在物體A上加一個水平向左的拉力F，拉力的功率為10W，使物體B勻速上升3m所用的時間為___________s。（不計滑輪與軸之間的摩擦，不計繩重）【答案】

66.7%

5【解析】物體A受到的摩擦力f=0.2GA=0.2×100N=20N滑輪組的動滑輪繞3段繩，繩端的拉力F拉=GB=10N滑輪組的機械效率不計滑輪與軸之間的摩擦，不計繩重，如果在物體A上加一個水平向左的拉力F，物體A對地面的壓力和接觸面的粗糙程度不變，物體A受到的摩擦力不變，拉動A向左運動時，物體A受到水平向左的拉力、水平向右的摩擦力和滑輪對它的拉力，則拉力F=f+3F拉=20N+3×10N=50N物體A運動的距離拉力F做功為W=FsA=50N×1m=50J所用時間為17．（2022·廣東揭陽·統(tǒng)考一模）如圖中所小，框內(nèi)是由n個相同的滑輪安裝成的滑輪組，利用該滑輪組提升質(zhì)量為27kg的物體所用的拉力為100N。物體和繩子自由端的運動情況如圖乙所示，不計繩重和摩擦，則滑輪組中動滑輪重______N，拉力的功率為______W，該滑輪組的機械效率為______%?！敬鸢浮?/p>

30

150

90【解析】由圖乙可知，物體上升高度h＝2m時，繩子自由端移動距離s＝6m，由此可知，動滑輪上繩子的段數(shù)為物體重力為G＝mg＝27kg×10N/kg＝270N不計繩重和摩擦，有即解得G動=30N由圖乙可知，繩子自由端移動距離s＝6m時，所用的時間t=4s，則繩子自由端移動的速度為拉力的功率為P＝Fv＝100N×1.5m/s＝150W不計繩重和摩擦，該滑輪組的機械效率為18．（2022·廣東汕頭·統(tǒng)考模擬預(yù)測）中國高鐵運營里程突破4萬公里，穩(wěn)居世界第一，高速鐵路的輸電線，無論冬、夏都繃得直直的，如圖甲采用墜砣牽引以保障列車電極與輸電線的良好接觸。圖乙為輸電線的牽引裝置工作原理圖，滑輪B為_______滑輪。鋼繩通過滑輪組懸掛20個相同的墜砣，每個墜砣配重為200N，若某段時間內(nèi)墜砣串下降了20cm，不計滑輪和鋼繩自重、摩擦，輸電線P端受到的拉力大小為_______N，輸電線P端向左移動了_______cm?！敬鸢浮?/p>

動

8×103

10【解析】由圖可知，滑輪A固定在電線桿上為定滑輪，滑輪B與輸電線一起移動為動滑輪。20個墜砣的總重力G砣=200N×20=4000N由圖可知，使用的滑輪組承擔(dān)P端拉力的繩子股數(shù)n=2，圖中墜砣掛在鋼繩的自由端，不計滑輪和鋼繩自重及摩擦，可得則輸電線P端受到的拉力大小Fp=2G砣=2×4000N=8×103N圖中墜砣掛在鋼繩的自由端，則墜砣串下降高度h=2sp，則輸電線P端向左移動的距離19．（2022·遼寧阜新·統(tǒng)考一模）工人用滑輪組將重物從10m深的井下勻速提升到地面，用時50s，繩子自由端的拉力為200N，動滑輪的重力為60N（不計繩重與摩擦，g取10N/kg），則物重為___________N；有用功為___________J；拉力的功率為___________W；該滑輪組的機械效率為___________?！敬鸢浮?/p>

540

5400

120

90%【解析】三段繩子與動滑輪接觸，不計繩重與摩擦，有即解得G物=540N有用功為W有=Gh=540N×10m=5400J總功為W=Fs=200N×3×10m=6000J拉力的功率為機械效率為20．（2022·安徽蕪湖·蕪湖市第二十九中學(xué)?？级＃┰谛泵嫔蠈⒁粋€重600N的物體勻速拉到高處，沿斜面向上的拉力F=400N，拉動的距離s=4.5m，提升高度h=1.8m，此過程中物體受到的摩擦力為______N?！敬鸢浮?60【解析】拉力所做的總功有用功克服摩擦力做的額外功由W額=fs得，物體所受斜面的摩擦力21．（2022·黑龍江鶴崗·統(tǒng)考模擬預(yù)測）為了幫助山區(qū)人民發(fā)展經(jīng)濟，近年來各地政府修了很多條通往山區(qū)的致富路。如圖所示是山區(qū)常見的盤山公路，可以看成一個___________。當(dāng)高度一定，增大坡的長度時，可以___________?！敬鸢浮?/p>

斜面

省力【解析】車經(jīng)過盤山公路時要向高處運動，根據(jù)斜面模型可知，使用斜面可以省力，斜面越平緩，越省力，但不能省功，同時費距離。山區(qū)常見的盤山公路，可以看成一個斜面，高度一定時，增加坡度的長度，相當(dāng)于增大斜面的長度，所以可以省力。22．（2022·安徽合肥·統(tǒng)考一模）為了將重為的物體運送到高的樓頂上，工人搭建了如圖所示的斜面，斜面長、高，工人沿斜面方向施加的拉力勻速將重物成功運送到樓頂，用時，則該過程中克服物體所受斜面的摩擦力做功的功率是______W?！敬鸢浮?0【解析】該過程中拉力所做的總功為W總=Fs=400N×12m=4800J對物體所做的有用功為W有用=Gh=600N×6m=3600J克服物體所受斜面的摩擦力做的額外功為W額=W總-W有用=4800J-3600J=1200J克服物體所受斜面的摩擦力做功的功率是23．（2022·江蘇無錫·無錫市河埒中學(xué)?？级＃┯萌鐖D所示的滑輪組提升重200N的物體，已知拉力F為80N，忽略繩重和摩擦，物體在4s內(nèi)被勻速提升了2m，則動滑輪重______N，4s內(nèi)對物體做的有用功為______J，拉力做功的功率為______W，該滑輪組的機械效率為______。（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）【答案】

40

400

120

83%【解析】由圖可知滑輪組的動滑輪繞3段繩，忽略繩重和摩擦，動滑輪重G動=3F-G=3×80N-200N=40N4s內(nèi)對物體做的有用功W有=Gh=200N×2m=400J繩子自由端移動的距離s=nh=3×2m=6m拉力做的總功W總=Fs=80N×6m=480J拉力做功的功率滑輪組的機械效率24．（2022·江蘇無錫·?？级＃┯萌鐖D所示的滑輪組提升重200N的物體，已知拉力F為80N，物體被勻速向上提升1.5m。不計繩重和摩擦，動滑輪重為______N，滑輪組對物體做的有用功是______J，此滑輪組的機械效率是______%。（小數(shù)點保留到0.1%）【答案】

40

300

83.3【解析】滑輪組的動滑輪繞3段繩，不計繩重和摩擦，動滑輪重為G動=nF-G=3×80N-200N=40N滑輪組對物體做的有用功W有=Gh=200N×1.5m=300J繩子自由端移動的距離s=3h=3×1.5m=4.5m拉力做的總功W總=Fs=80N×4.5m=360J此滑輪組的機械效率25．（2022·安徽合肥·校聯(lián)考模擬預(yù)測）小明同學(xué)用如圖所示的滑輪組勻速拉動重物，彈簧測力計的示數(shù)如圖所示，若重物上升的高度為1m，不計繩重和摩擦，該滑輪組的機械效率為75%，則克服動滑輪的重力所做的額外功是______J?！敬鸢浮?.6【解析】由圖知，通過動滑輪繩子的段數(shù)，繩端拉力，繩端移動的距離因為，所以解得，不計繩重和摩擦，所以克服動滑輪重力所做的額外功為0.6J。26．（2022·湖南長沙·湖南師大附中博才實驗中學(xué)?？级＃榱税演^重的貨物裝入運輸車，快遞小哥利用如圖所示的裝置（不計繩重與摩擦）。他用了250N的拉力在10s內(nèi)將重400N的貨物提升了2m，則他拉繩的功率是_________W；當(dāng)他利用該裝置提起另一箱貨物時，機械效率是90%，這箱貨物的質(zhì)量________kg?！敬鸢浮?/p>

100

90【解析】從圖中可知繩子的有效段數(shù)n=2，繩子自由端移動的距離s=nh=2×2m=4m拉力做功W=Fs=250N×4m=1000J他拉繩的功率不計繩重與摩擦，作用在繩子自由端的拉力為可得出動滑輪重G動=2F-G=2×250N-400N=100N不計繩重與摩擦，克服動滑輪重力做的功為額外功，滑輪組的機械效率是即解得，該箱貨物的重力G物=900N則該箱貨物的質(zhì)量27．（2022·湖南長沙·長沙市雅禮實驗中學(xué)?？既＃┬∶饔萌鐖D所示的滑輪組提升重物，重物的重力為300N，繩自由端施加200N的拉力時，可以使物體10s向上勻速提升1m，則該滑輪組的機械效率為________